The genomes of plants contain more than 600 genes encoding a diverse set of proteases and the subunits of proteasomes. These proteases and proteasomes consist of plant proteolytic systems, which are involved in various cellular metabolic processes. Plant proteolytic systems have been shown to have diverse roles in defense responses, such as execution of the attack on the invading organisms, participation in signaling cascades, and perception of the invaders. In order to provide a framework for illustrating the importance of proteolytic systems in plant defense, characteristics of non-proteasome proteases and the 26S proteasome are summarized. The involvement of caspase-like proteases, saspases, apoplastic proteases, and the 26S proteasome in pathogen defense suggests that plant proteolytic systems are essential for defense and further clarity on the roles of plant proteases in defense is challenging but fundamentally important to understand plant-microbe interactions.
Hypersensitive cell death of plants during incompatible plant-pathogen interactions is one of the efficient defense mechanisms of plants against pathogen infections. For better understanding of the molecular mechanisms involved in the plant hypersensitive response (HR), TMV-induced biotic plant cell death and CuSO4-induced abiotic plant cell death were compared in terms of expression patterns of ten different defense-related genes as molecular markers. The genes include five pathogenesis-related protein genes, two plant secondary metabolite-associated genes, two oxidative stress-related genes and one wound-inducible gene isolated from tobacco. Northern blot analyses revealed that a same set of defense-related genes was induced during both biotic and abiotic cell death but with different time and magnitude. The expression of defense-related genes in tobacco plants was temporarily coincided with the time of cell death. However, when suspension cell cultures was used to monitor the expression of defense-related genes, different patterns of the gene expression were detected. This result implies that three are common and, in addition, also different branches of signaling pathways leading to the induced expression of defense-related genes in tobacco during the pathogen- and heavy metal-induced cell death.
Park, Kyung-Soon;Suh, Mi-Chung;Cheong, Jong-Joo;Park, Doil
The Plant Pathology Journal
/
제15권5호
/
pp.295-301
/
1999
Many of plant defense responses are consequence of transcriptional activation of related genes. We have developed a modified differential screening procedure to isolate tobacco genes that are involved in the defense responses against TMV infection. A cDNA library was constructed from Nicotiana glutinosa leaves infected by TMV under temperature shift conditions. Each of plasmid DNA in the library was hybridized on a set of slot blots to a pool of cDNA probes prepared from either TMV-infected or mock-treated tobacco leaves. Among 900 plasmid DNAs, 81 clones exhibiting significantly enhanced or reduced level of hybridization to either probe were selected for nucleotide sequencing. The clones were listed into 61 genes considering redundancy between the sequences. The genes were identified to be defense-related genes including PR-genes and genes involved in primary or secondary metabolisms. This results supports the implication that plant defense process entails a major shift in total cellular metabolisms rather than activation of a limited number of defense-related genes. Expression patterns of a number of defense-related genes. Expression patterns of a number of selected genes were examined in northern blot analyses. It is notable that the clone 630 of unknown function exhibits expression pattern similar to those of previously known PR-genes. Experiments to elucidate the roles in defense mechanism of a couple of genes newly identified in this study are in progress.
A plethora of compounds stimulate protective mechanisms in plants against microbial pathogens and abiotic stresses. Some defense activators are synthetic compounds and trigger responses only in certain protective pathways, such as activation of defenses under regulation by the plant regulator, salicylic acid (SA). This review discusses the potential of naturally occurring plant metabolites as primers for defense responses in the plant. The production of the metabolites, hexanoic acid and melatonin, in plants means they are consumed when plants are eaten as foods. Both metabolites prime stronger and more rapid activation of plant defense upon subsequent stress. Because these metabolites trigger protective measures in the plant they can be considered as "vaccines" to promote plant vigor. Hexanoic acid and melatonin instigate systemic changes in plant metabolism associated with both of the major defense pathways, those regulated by SA- and jasmonic acid (JA). These two pathways are well studied because of their induction by different microbial triggers: necrosis-causing microbial pathogens induce the SA pathway whereas colonization by beneficial microbes stimulates the JA pathway. The plant's responses to the two metabolites, however, are not identical with a major difference being a characterized growth response with melatonin but not hexanoic acid. As primers for plant defense, hexanoic acid and melatonin have the potential to be successfully integrated into vaccination-like strategies to protect plants against diseases and abiotic stresses that do not involve man-made chemicals.
A group of beneficial plant bacteria has been shown to increase crop growth referring to as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). PGPR can decrease plant disease directly, through the production of antagonistic compounds, and indirectly, through the elicitation of a plant defense response termed induced systemic resistance (ISR). While the mechanism of PGPR-elicited ISR has been studied extensively in the model plant Arabidopsis, it is less well characterized in crop plants such as pepper. In an effort to better understand the mechanism of ISR in crop plants, we investigated the induction of ISR by Bacillus cereus strain BS107 against Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria in pepper leaves. We focused on the priming effect of B. cereus strain BS107 on plant defense genes as an ISR mechanism. Of ten known pepper defense genes that were previously reported to be involved in pathogen defense signaling, the expression of Capsicum annum pathogenesis-protein 4 and CaPR1 was systemically primed by the application of strain BS107 onto pepper roots confirming by quantitative-reverse transcriptase PCR. Our results provide novel genetic evidence of the priming effect of a rhizobacterium on the expression of pepper defense genes involved in ISR.
Although still poorly understood, accumulating evidence clearly supports that plants also have a good immune system which have been developed and acquired during the evolution. The lack of specific mobile immune cells like a B or T cell in plants additionally suggests that most plant cells have capacity for defending themselves against numerous pathogens. Rapidly growing advances in understanding plant defense responses implicate that plant and animal immune responses are evolutionarily convergent although their origins are thought to be different. On the basis of recent findings, here current understanding of plant defense responses will be discussed.
The Plant Signaling Network Research Center (SigNet) is a government-funded (by Korea's Ministry of Science and Technology (MOST)/ Korea Science and Engineering Foundation (KOSEF)) research center established at the School of Life Sciences and Biotechnology of Korea University in 2003. The SigNet conducts plant biological studies, especially in the field of developmental and defense biology. The research purpose of SigNet is dissection and analysis of plant development and defense signaling network through multiscientific approaches. Knowledge acquired from SigNet research scientists will provide new integrated view of understanding and potential application of plant development and defense mechanism. The other important mission of the SigNet is nurturing Center of Excellence for future outstanding research scientists of Korea. The SigNet will continue to expend every effort to achieve the goals for the future. Through passionate research endeavor of each laboratory and partnerships within inside and outside laboratories, we will continue to develop world-leading plant research group and to educate new generations of innovative researchers. As the SigNet looks toward the future, the SigNet will try to achieve its mission of research, education and service to the community. And the defense response research of our lab will be presented at later part.
Background: Panax ginseng Meyer is one of the most valuable medicinal plants which is enriched in anti-microbe secondary metabolites and widely used in traditional medicine. Botrytis cinerea is a necrotrophic fungus that causes gray mold disease in a broad range of hosts. B. cinerea could overcome the ginseng defense and cause serious leaf and root diseases with unknown mechanism. Methods: We conducted simultaneous transcriptomic and metabolomic analysis of the host to investigate the defense response of ginseng affected by B. cinerea. The gene deletion and replacement were then performed to study the pathogenic gene in B. cinerea during ginseng - fungi interaction. Results: Upon B. cinerea infection, ginseng defense responses were switched from the activation to repression, thus the expression of many defense genes decreased and the biosynthesis of antifungal metabolites were reduced. Particularly, ginseng metabolites like kaempferol, quercetin and luteolin which could inhibit fungi growth were decreased after B. cinerea infection. B. cinerea quercetin dioxygenase (Qdo) involved in catalyzing flavonoids degradation and ∆BcQdo mutants showed increased substrates accumulation and reduced disease development. Conclusion: This work indicates the flavonoids play a role in ginseng defense and BcQdo involves in B. cinerea virulence towards the P. ginseng. B. cinerea promotes disease development in ginseng by suppressing of defense related genes expression and reduction of antifungal metabolites biosynthesis.
Invasion mechanisms of pathogens and counteracting defense mechanisms of plants are highly diverse and perpetually evolving. While most classical studies of plant defense have focused only on defense-specific factor-mediated responses, recent work is beginning to shed light on the involvement of non-stress signal components, especially growth and developmental processes. This shift in focus links plant resistance more closely with growth and development. In this review, we summarize our current understanding of how pathogens manipulate host developmental processes and, conversely, of how plants deploy their developmental processes for self-protection. We conclude by introducing our recent work on UNI, a novel R protein in Arabidopsis which mediates cross-talk between developmental processes and defense responses.
Kim, Yun-Ju;Jung, Eui-Whan;Hwang, Seon-Hee;Go, Seong-Joo;Hwang, Duk-Ju
The Plant Pathology Journal
/
제20권1호
/
pp.41-45
/
2004
Plants have the ability to defend themselves against pathogens by activating a series of defense responses. SA is known to be a signal molecule in plant defense responses. Nevertheles, SA is not the only one signal mediating defense responses. In addition to SA, ethylene and jasmonic acid have also been known to mediate plant defense responses against pathogens. The activation of a series of plant defense responses is known to be through varieties of transcription factors. Specially AP2/EREBP transcription factors are involved in ethylene mediated defense signaling. In this review, recent progress on AP2/EREBP transcription factors in arabidopsis, tomato and tobacco and a few of AP2/ EREBP transcription factors in rice related to biotic stresses will be discussed.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.